Астрономите ја открија најбрзата ѕвезда досега видена, која патува со 25.000 километри во секунда
Во краjната средина во срцето на галаксиjата Млечен Пат, работите можат да станат малку чудни. А кога велиме чудни, мислиме речиси незамисливо луди. Таму демне супермасивна црна дупка по име Sagittarius A*, со маса околу 4,3 милиони пати поголема од масата на Сонцето. Иако тоа е релативно скромно за супермасивна црна дупка, гравитацискиот режим во неjзината непосредна близина предизвикува диво однесување каj ѕвездите што живеат таму.
In This Article:
- S301 прави круг околу Sgr A* за 8,7 години и при наjблиското минување достигнува 8,5 проценти од брзината на светлината
- Феликс Манг ја нарече ѕвездата „мерна сонда“ во оддалечената лабораториjа на Галактичкиот центар
- S2 во 2018 година помина на 17 светлински часа од галактичкиот центар
- Новата орбита се спушта околу 10 пати поблиску од патеката на S2
- Лензе-Тиринговиот ефект може суптилно да ја помести патеката на S301
- Мерењето на вртењето на Sgr A* би било чекор без преседан
- Механизмот на Хилс можеби ја одвоил S301 од одамна изгубен ѕвезден сопатник
- Кон крајот на 2031 година S301 повторно ќе стигне до перицентар
- „Очекуваме повеќе ѕвезди како S301 да постоjат во Галактичкиот центар“
S301 прави круг околу Sgr A* за 8,7 години и при наjблиското минување достигнува 8,5 проценти од брзината на светлината
Во нов труд објавен во Nature, објектот S301 е опишан како ѕвезда што се движи по екстремна орбита околу Sgr A*. При најблиското приближување до црната дупка, таа достигнува брзина поголема од 25.000 километри во секунда, на растојание слично на она меѓу Сатурн и Сонцето. Поради огромната брзина и близината, S301 би можела да им овозможи на астрономите да измерат досега тешко достапни својства на Sgr A* – најпрво брзината на нејзиното вртење, а подоцна и да ја тестираат познатата „теорема без коса“, според која црните дупки немаат дополнителни скриени својства освен неколку основни карактеристики.
Феликс Манг ја нарече ѕвездата „мерна сонда“ во оддалечената лабораториjа на Галактичкиот центар
„Галактичкиот центар е како оддалечена лабораториjа, а ѕвездите се мерните сонди,“ изjави за ScienceAlert астрофизичарот Феликс Манг од Институтот Макс Планк за вонземна физика во Германиjа, член на соработката GRAVITY+ коjа ја анализираше ѕвездата. „Нашите мерења стануваат, за дадена прецизност, толку добри колку што е добра ѕвездата што наjмногу се доближува до SgrA*. Тоа што сега во суштина имаме сонда во рака со коjа можеме да ја измериме вртечката кривина на простор-времето околу оваа масивна црна дупка е навистина многу кул.“
S2 во 2018 година помина на 17 светлински часа од галактичкиот центар
Црната дупка во центарот на Млечниот Пат не е лесна за проучување. Бидеjќи црните дупки не емитуваат светлина што можеме да ја детектираме, наjдобрата алатка за нивно проучување е однесувањето на материjата околу нив. Материjата околу Sgr A* е особено интересна. Таа е опкружена со рој блискоорбитални ѕвезди на издолжени, елиптични патеки. Научниците во минатото ги користеа овие ѕвезди за да ги измерат своjствата на црната дупка и да ја тестираат општата релативност во една од наjекстремните средини што можеме да ги набљудуваме. Една ѕвезда особено, S2, беше исклучително корисна. Неjзината 16-годишна орбита им овозможи на астрономите да измерат гравитациско црвено поместување и Шварцшилдова прецесиjа, ефекти создадени од огромната маса на Sgr A*.
Новата орбита се спушта околу 10 пати поблиску од патеката на S2
S301 го носи ова патување околу црната дупка на сосема друго ниво. Неjзината краjно издолжена орбита ја носи околу 10 пати поблиску до Sgr A* отколку S2. Таму таа нурнува многу подлабоко во гравитацискиот бунар на црната дупка, каде што, слично на ролеркостер што се спушта во пад, забрзува до своjата невероjатна наjголема брзина пред повторно да излета. И, како каj ролеркостер, не е важна само наjголемата брзина. Важно е што се случува по патот.
Лензе-Тиринговиот ефект може суптилно да ја помести патеката на S301
При наjблискиот пристап, односно перицентарот, S301 е доволно блиску до Sgr A* за да патува низ самото ткаење на простор-времето што црната дупка го повлекува со себе додека се врти, како да забивате виљушка во сад со шпагети и ја завртувате. Ова е познато како влечење на референтната рамка, или Лензе-Тирингов ефект. Тоа вртење би требало многу суптилно да ја измени орбитата на S301. Научниците можат прецизно да пресметаат како би изгледала неjзината орбита без ефектите од длабокото навлегување во Лензе-Тирингова област. Споредбата меѓу тоа предвидување и изменетата вистинска орбита дава основа од коjа може наназад да се пресмета вртењето на Sgr A*.
Мерењето на вртењето на Sgr A* би било чекор без преседан
Таквото мерење би можело да им помогне на научниците да ја тестираат таканаречената „теорема без коса“. Зад необичното име се крие релативно едноставна идеја: ако ги знаеме масата и брзината на вртење на една црна дупка, би требало да можеме да го предвидиме и начинот на кој таа влијае врз просторот околу себе. „Нашата група веќе ја измери масата на Sgr A* со прецизност поголема од еден процент“, изјави Манг за ScienceAlert. „Мерењето на нејзиното вртење би било следниот чекор во тестирањето на теоремата без коса, а вакво мерење кај масивна црна дупка би било без преседан.“ Но само утврдувањето на вртењето нема да биде доволно. Со подолготрајно следење на орбитата на ѕвездата S301, астрономите би можеле уште попрецизно да испитаат како гравитацијата на Sgr A го искривува просторот околу неа. Теоријата на општата релативност на Ајнштајн точно предвидува како треба да изгледа тоа гравитациско поле во зависност од масата и вртењето на црната дупка. Ако идните мерења на S301 се совпаднат со тие предвидувања, Sgr A ќе обезбеди еден од најсилните досегашни тестови на теоријата дека црните дупки навистина се однесуваат онака како што предвидува општата релативност.
Механизмот на Хилс можеби ја одвоил S301 од одамна изгубен ѕвезден сопатник
S301 можеби крие уште една дива приказна. Неjзината исклучително издолжена орбита навестува дека ѕвездата можеби некогаш била дел од бинарен систем што премногу се доближил до Sgr A*. Во процес познат како механизам на Хилс, црната дупка може да раскине таков пар: една ѕвезда ја заробува во тесна орбита, а другата ја исфрла со огромна брзина. Тоа би можело да обjасни како S301 завршила на своjата сегашна екстремна траекториjа, иако самата орбита не е доволна за да го потврди сценариото. Пронаоѓањето на неjзиниот одамна изгубен поранешен сопатник, коj би jурнал подалеку од Галактичкиот центар, би било многу посилен доказ.
Кон крајот на 2031 година S301 повторно ќе стигне до перицентар
Бидеjќи орбитата е толку кратка, нема долго да се чека. Тогаш ефектот на вртењето врз неjзината патека ќе биде наjсилен. Соработката GRAVITY+ ќе продолжи да ја следи S301, додека идниот инструмент MICADO на Extremely Large Telescope на Европската jужна опсерваториjа треба да им помогне на астрономите да го реконструираат неjзиното движење во три димензии. Заедно, тие набљудувања би можеле да му овозможат на тимот да го одреди вртењето на Sgr A* во следната децениjа.
„Очекуваме повеќе ѕвезди како S301 да постоjат во Галактичкиот центар“
Во наjдлабокото срце на Млечниот Пат можеби има уште богатства што демнат. „Очекуваме повеќе ѕвезди како S301 да постоjат во Галактичкиот центар, и во случај да откриеме слична, тоа уште повеќе би го олеснило мерењето на вртењето,“ рече Манг. „Јачината на сигналот повеќе не би зависела само од релативната ориентациjа на оската на вртење на црната дупка и орбитата на S301.“ Откритието е обjавено во Nature.